जैविक अपशिष्ट बायोगैस परियोजनाएं फीडस्टॉक कैसे सुरक्षित करती हैं
बना गयी 09.08
कार्बनिक अपशिष्ट बायोगैस परियोजनाएं फीडस्टॉक कैसे सुरक्षित करती हैं
जैविक अपशिष्ट बायोगैस परियोजनाएँ किसी भी टैंक के ऑर्डर होने से पहले उपलब्ध अपशिष्ट को डाइजेस्टर आयतन और प्रतिधारण समय के साथ संतुलित करके फीडस्टॉक सुनिश्चित करती हैं। 35–38 °C पर मेसोफिलिक संचालन के लिए, लगभग 20–30 दिनों का हाइड्रोलिक प्रतिधारण सामान्य स्थिति को कवर करता है, जिसमें सामान्य नगरपालिका स्लज प्रति किलोग्राम हटाए गए वाष्पशील ठोसों से लगभग 0.5–0.6 m³ बायोगैस देता है। भंडारण पक्ष को वायुमंडलीय बनाए रखा जाना चाहिए: गैस को एक लचीले कवर द्वारा केवल कुछ किलोपास्कल पर एक राहत वाल्व और फ्लेम अरेस्टर के साथ रखा जाता है, इसलिए डाइजेस्टर शेल और गैस प्रणाली अलग डिज़ाइन क्षेत्र हैं, भले ही वे एक ही संयंत्र हैं।
बायोगैस संयंत्र का पहला वर्ष आमतौर पर डाइजेस्टर से नहीं, बल्कि फीडस्टॉक से तय होता है। जिस परियोजना ने विरासत में मिली अपशिष्ट धारा पर अपना गैस बिक्री समझौता किया है, उसे बाद में पता चलता है कि आपूर्तिकर्ता का मौसमी पैटर्न क्या है, ट्रकिंग की दूरी कितनी है, या बस इतना कि अपशिष्ट उस दर से आता है जो टैंक की मात्रा मानती है उसका दो-तिहाई है। उस स्थिति में इंजीनियर का काम न तो टैंक को बड़ा करना है और न ही अनुबंध पर फिर से बातचीत करना, बल्कि फीडस्टॉक संतुलन को कागज़ पर उतारना है: प्रतिदिन कितने टन किस चीज़ का, कुल ठोस पदार्थ कितना, कितनी बार डिलीवरी, और कितने समय तक रखा गया। एक बार जब वह संतुलन वास्तविक हो जाता है, तो टैंक की मात्रा, प्रतिधारण समय और गैस भंडारण अंकगणित के रूप में निकल आते हैं। इसी तरह जैविक अपशिष्ट बायोगैस परियोजनाएँ अनुमान लगाए बिना फीडस्टॉक सुरक्षित करती हैं। एक बार जब संतुलन वास्तविक हो जाता है, तो टैंक की मात्रा, प्रतिधारण समय और गैस भंडारण अंकगणित के रूप में निकल आते हैं। खरीद की दृष्टि से, जैविक अपशिष्ट बायोगैस परियोजनाएँ फीडस्टॉक कैसे सुरक्षित करती हैं, इसका उत्तर कागज़ पर उस संतुलन से मिलता है, न कि उस टैंक की मात्रा से जो अपशिष्ट धारा मापे जाने से पहले तय कर ली गई हो।
पहले फीडस्टॉक संतुलन का निर्माण
टनेज, कुल ठोस और डिलीवरी पैटर्न वे तीन संख्याएँ हैं जिनसे संयंत्र का आकार निर्धारित होता है। उपलब्ध अपशिष्ट धारा और उसकी शुष्क पदार्थ सामग्री से शुरू करें: एक खाद्य-प्रसंस्करण धारा 8–12 प्रतिशत कुल ठोस के साथ आ सकती है, एक नगरपालिका कीचड़ 3–5 प्रतिशत पर, एक फसल अवशेष बहुत अधिक लेकिन मौसमी रूप से उपलब्ध। दैनिक टनेज को कुल ठोस अंश से गुणा करें ताकि उपलब्ध वाष्पशील ठोस प्राप्त हो सके, क्योंकि बायोगैस उपज हटाए गए वाष्पशील ठोस के प्रति किलोग्राम में व्यक्त की जाती है। फिर डिलीवरी पैटर्न की जाँच करें: एक सतत पाइपलाइन प्रति सप्ताह एकल डिलीवरी से पूरी तरह भिन्न होती है, और यही अंतर है जिसे समीकरण भंडारण को अवशोषित करना होता है। टैंक का चित्र बनाने से पहले तीनों को लिख लें, क्योंकि टैंक की मात्रा और फ़ीड प्रणाली एक ही निर्णय है जिसे दो सिरों से देखा जाता है।
डाइजेस्टर मात्रा, प्रतिधारण और उपज
ठहराव समय वह डिज़ाइन चर है जो अपशिष्ट को गैस से जोड़ता है। 35 से 38 °C के बीच मेसोफिलिक संचालन में, नगरपालिका और औद्योगिक कार्बनिक अपशिष्ट के लिए लगभग 20–30 दिनों का हाइड्रोलिक ठहराव सामान्य आधार है, जहाँ भार अत्यधिक अपघटनीय हो वहाँ कम समय संभव है और जहाँ ठोस पदार्थ कठिन हों वहाँ अधिक। योजना बनाने के लिए अपेक्षित उपज सामान्य नगरपालिका कीचड़ के लिए हटाए गए प्रति किलोग्राम वाष्पशील ठोस पदार्थ पर मोटे तौर पर 0.5–0.6 m³ बायोगैस है, और सीवेज कीचड़ के लिए हटाए गए प्रति किलोग्राम वाष्पशील ठोस पदार्थ पर लगभग 0.3–0.5 m³ मीथेन है। कार्यशील आयतन प्राप्त करने के लिए दैनिक वाष्पशील ठोस पदार्थ भार को चुने गए ठहराव से गुणा करें, फिर फ्रीबोर्ड और झाग, स्कम तथा बैठने योग्य रेत के लिए कोई भी स्थान जोड़ें, क्योंकि स्कम से भरा डाइजेस्टर अपना गैस स्थान खो देता है बिना अपने द्रव स्तर को खोए।
भंडारण, कवर और वायुमंडलीय दबाव सीमा
गैस की दाब को कुछ किलोपास्कल पर बनाए रखें और पूरा संयंत्र सरल हो जाता है। काँच-संलयित-इस्पात डाइजेस्टर एक वायुमंडलीय आवरण होता है; गैस पात्र में दाब नहीं डालती, बल्कि एक लचीले कवर को फुलाती है या गैस धारक को विस्थापित करती है, और दाब एक राहत उपकरण के साथ कुछ किलोपास्कल के भीतर बनाए रखा जाता है। इसीलिए कवर क्लॉज़ विनिर्देश में शामिल होता है: एक बाहरी झिल्ली और एक आंतरिक झिल्ली मिलकर गैस स्थान बनाती हैं, आंतरिक झिल्ली किलोपास्कल परास में नाममात्र गैस दाब के लिए अनुमत होती है, और एक दाब सुरक्षा वाल्व तथा एक ज्वाला अवरोधक सीमा की रक्षा करते हैं। मिश्रण भी इसी कार्यक्षेत्र का हिस्सा है, क्योंकि मिश्रण के बिना ऊपर एक स्कम परत बन जाती है और तल पर रेत जमा हो जाती है, जिनमें से दोनों उपयोगी आयतन को कम करते हैं और गैस निकासी को अवरुद्ध कर सकते हैं।
तकनीकी विशिष्टता
पैरामीटर | विशिष्ट मान / सीमा | नोट |
मेसोफिलिक ऑपरेटिंग तापमान | 35–38 डिग्री सेल्सियस | मानक मेसोफिलिक पाचन विंडो |
हाइड्रोलिक प्रतिधारण समय | 20–30 दिन | नगरपालिका और औद्योगिक कार्बनिक अपशिष्ट के लिए विशिष्ट |
बायोगैस उपज, नगरपालिका कीचड़ | 0.5–0.6 m³/kg VS हटाया गया | गैस उत्पादन के लिए योजना आधार |
मीथेन उपज, सीवेज कीचड़ | 0.3–0.5 m³ CH₄/kg VS हटाया गया | अपघटनशीलता पर निर्भर करता है |
गैस दबाव सीमा | कुछ kPa पर रखा गया | लचीला कवर, वायुमंडलीय शेल |
राहत और सुरक्षा | दबाव सुरक्षा वाल्व, फ्लेम अरेस्टर | गैस पक्ष सुरक्षा |
इनेमल संलयन तापमान | 820–930 °C | कांच स्टील टैंक शेल से जुड़ा हुआ |
इनेमल परत की मोटाई | 0.25–0.45 मिमी | 3450 N/cm² से ऊपर रेटेड |
डाइजेस्टर के चारों ओर स्टोरेज बफर का आकार निर्धारण
फीड भंडारण, डाइजेस्टेट भंडारण और गैस भंडारण तीन अलग-अलग गणनाएँ हैं। फीड भंडारण डिलीवरी पैटर्न और निरंतर फीडिंग के बीच के अंतराल को कवर करता है: सप्ताह में दो बार डिलीवर होने वाली स्ट्रीम को सप्ताहांत में डाइजेस्टर को फीड बनाए रखने के लिए पर्याप्त बफर चाहिए, साथ ही खराबी के लिए एक मार्जिन भी। डाइजेस्टेट भंडारण स्प्रेडिंग या ट्रीटमेंट कैलेंडर का पालन करता है, जो अक्सर कई महीनों का होता है। गैस भंडारण का आकार डाइजेस्टर वॉल्यूम के बजाय गैस उत्पादन दर और न्यूनतम उपयोगी कवर वॉल्यूम से निर्धारित होता है, और अधिशेष डिस्पैचिंग प्रश्न के रूप में फ्लेयर या बॉयलर में जाता है। चूँकि पैनल सिस्टम बोल्टेड है और पैनल सपाट रूप में शिप होते हैं, साइट एक डाइजेस्टर स्थापित कर सकती है, उसे सेवा में ला सकती है, और फीडस्टॉक अनुबंध बढ़ने पर दूसरा वेसल जोड़ सकती है, जो अक्सर आपूर्ति समझौते पर निर्भर संयंत्र पर कम जोखिम वाला मार्ग होता है।
परियोजना केस
परियोजना | स्थान | उत्पाद | क्षमता | क्षेत्र |
बीन उत्पाद अपशिष्ट जल अवायवीय अनुभाग | हेबेई, चीन | जीएफएस डाइजेस्टर + कवर | अवायवीय प्रक्रिया अनुभाग | आपूर्ति + प्रक्रिया एकीकरण |
शराब अपशिष्ट जल श्रृंखला | सिचुआन, चीन | जीएफएस टैंक | 14,655 घन मीटर | आपूर्ति + निर्माण सहायता |
औद्योगिक अपशिष्ट जल श्रृंखला | शिनजियांग, चीन | जीएफएस टैंक | 27 टैंकों में 30,469 घन मीटर | आपूर्ति + स्थापना पर्यवेक्षण |
नगरपालिका अपशिष्ट जल श्रृंखला | सिचुआन, चीन | जीएफएस टैंक | 10 टैंकों में 17,420 m³ | आपूर्ति + कमीशनिंग सहायता |
सेंटर इनेमल इंजीनियरिंग क्षमता
सेंटर एनामेल (शिजियाझुआंग झेंगझोंग टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड) ने 2008 से बोल्टेड स्टोरेज टैंकों का डिज़ाइन और निर्माण किया है। चीन में पहले ग्लास-फ्यूज्ड-टू-स्टील (GFS) टैंक निर्माता के रूप में, कंपनी के पास लगभग 200 एनामेल-संबंधित पेटेंट हैं, प्रति वर्ष लगभग 300,000 एनामेल-लेपित स्टील प्लेटों का उत्पादन करती है, 30,000 से अधिक स्थापित परियोजनाएं पूरी कर चुकी है और 100 से अधिक देशों को अपने टैंक आपूर्ति करती है। उत्पादन क्षमता बढ़ाने के लिए नया 150,000 वर्ग मीटर उत्पादन आधार जोड़ा गया, और एकल टैंक 60,000 घन मीटर तक आपूर्ति किए जाते हैं। निर्माण ISO 9001 और ISO 45001 के अंतर्गत संचालित होता है, उत्पाद प्रमाणन में NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI और EUROCODE शामिल हैं, और डिज़ाइन को AWWA D103-09, AWWA C550 और NFPA के संदर्भ में तैयार किया गया है जहां अनुप्रयोग की आवश्यकता होती है।
अवायवीय और बायोगैस सेवा के लिए यह डाइजेस्टर शेल, गैस-टाइट मेम्ब्रेन छत एकीकरण और ऊपर वर्णित किलोपास्कल-स्तर दबाव सीमा को कवर करता है, साथ ही मिश्रण और फीड वितरण जो अवधारण अवधि में उपयोगी गैस मात्रा की रक्षा करते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
प्रश्न 1: यह क्या निर्धारित करता है कि परियोजना में पर्याप्त फीडस्टॉक है?
A1: डाइजेस्टर के कार्यशील आयतन और चुने गए प्रतिधारण समय के सापेक्ष दैनिक वाष्पशील ठोस भार। यदि कचरा प्रतिधारण गणना की तुलना में कम देता है, तो संयंत्र अधिक आकार का है और गैस पूर्वानुमान पूरा नहीं होगा।
Q2: किस प्रतिधारण की योजना बनाई जानी चाहिए?
A2: सामान्य नगरपालिका और औद्योगिक कार्बनिक कचरे पर 35–38 °C पर मेसोफिलिक संचालन के लिए लगभग 20–30 दिन। अत्यधिक अपघटनीय भार के लिए कम समय संभव है, जहां ठोसों का हाइड्रोलाइज करना कठिन हो वहां अधिक समय।
Q3: दबाव के संदर्भ में डाइजेस्टर कैसे संचालित किया जाता है?
A3: वायुमंडलीय स्तर पर। लचीला आवरण गैस को कुछ किलोपास्कल पर रखता है, एक दबाव सुरक्षा वाल्व और एक ज्वाला अवरोधक सीमा की रक्षा करता है; खोल को स्वयं कभी दबाव पात्र के रूप में नहीं माना जाता है।
Q4: आवरण को क्या करना है?
A4: तरल के ऊपर एक गैस-रोधी लचीली सीमा बनाएं, कम किलोपास्कल रेंज में निर्धारित नाममात्र दबाव बनाए रखें, हवा और बर्फ के भार को शेल तक संचारित करें, और गैस वातावरण तथा किसी भी डाउनस्ट्रीम डीसल्फराइजेशन के साथ संगत रहें।
Q5: क्या हाइड्रोजन सल्फाइड टैंक के लिए समस्या है?
A5: इनेमल pH 1–14 के भीतर सल्फाइड स्थितियों को अच्छी तरह सहन करता है, और चिकनी सतह कम बायोफिल्म रखती है। H₂S हटाना डाउनस्ट्रीम गैस उपचार का प्रश्न है, जिसमें इंजन या बॉयलर की सुरक्षा के लिए फेरिक क्लोराइड या शुष्क डीसल्फराइजेशन का उपयोग किया जाता है।
Q6: फीडस्टॉक की कमी होने पर संयंत्र को कैसे निपटना चाहिए?
A6: डिज़ाइन प्रवाह से नीचे संयंत्र चलाने के बजाय एक दूसरा समानांतर वेसल जोड़ें या मौजूदा पर रिटेंशन बढ़ाएँ, क्योंकि अपनी क्षमता से कम भार पर चलाया गया डाइजेस्टर बस कम गैस उत्पादित करता है। बोल्टेड शेल समानांतर विकल्प को व्यावहारिक बनाते हैं।
Q7: तीस वर्षों में कौन-से निरीक्षण मायने रखते हैं?
A7: कवर झिल्ली की स्थिति और एंकरेज, पहली भराई के बाद और पहले वर्ष के बाद बोल्ट टॉर्क, मिक्सिंग गियर और स्कम परत की गहराई, गैस टेक-ऑफ और रिलीफ उपकरण, साथ ही प्रत्येक शटडाउन पर आंतरिक इनेमल सतह की दृश्य जाँच।
फीडस्टॉक सुरक्षा टैंक ऑर्डर से पहले की जाने वाली एक अंकगणितीय कसरत है: दैनिक टन, कुल ठोस, वाष्पशील ठोस भार, डिलीवरी पैटर्न, प्रतिधारण समय और गैस उत्पादन मिलकर डाइजेस्टर की मात्रा और उसके आसपास के बफर तय करते हैं। 35–38 °C पर मेसोफिलिक संचालन, 20–30 दिन के प्रतिधारण और हटाए गए प्रति किलोग्राम वाष्पशील ठोस पर लगभग 0.5–0.6 m³ की उपज के साथ सामान्य योजना आधार है, और कुछ किलोपास्कल पर रखा गया गैस स्थान शेल को सरल और सुरक्षा दायरे को सीधा रखता है। जहाँ आपूर्ति अनुबंध इसकी अनुमति देता है, एक पात्र स्थापित करें और अपशिष्ट धारा सुरक्षित होने पर दूसरा जोड़ें। फीडस्टॉक इन्वेंटरी और डिलीवरी पैटर्न भेजें, और संयंत्र की मात्रा उसके अनुसार तय हो जाएगी।
एक इंजीनियर से बात करें
उपलब्ध अपशिष्ट धाराओं को टनभार और कुल ठोस पदार्थों के साथ भेजें, वितरण पैटर्न और मौसमी भिन्नता, आवश्यक गैस उत्पादन या प्रतिस्थापन ऊर्जा, साइट की जलवायु और भूखंड, तथा गैस का अंतिम उपयोग। इंजीनियरिंग टीम एक डाइजेस्टर मात्रा और प्रतिधारण अनुशंसा, फीड और डाइजेस्टेट भंडारण का आकार निर्धारण, राहत और अरेस्टर व्यवस्था के साथ एक कवर और दबाव सीमा प्रस्ताव, मिश्रण और गैस निकासी लेआउट, तथा एक चरणबद्ध वितरण योजना लौटाएगी। जहाँ कोई अन्य शेल सामग्री प्रक्रिया के लिए बेहतर उपयुक्त हो, वहाँ उस विकल्प को कारण के साथ साथ बताया जाएगा।
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