Produttore cinese di serbatoi di digestione dei fanghi Servizio di impianto biogas
Creato il 01.22
Produttore cinese di serbatoi di digestione dei fanghi, servizio impianto biogas
Un digestore per fanghi è un reattore anaerobico mesofilo, normalmente mantenuto a 35-38 °C con un tempo di ritenzione di 20-30 giorni, e il solo serbatoio non è in grado di garantire la resa di gas. Il confine a tenuta di gas, il sistema di miscelazione, il percorso di riscaldamento e la linea di desolforazione determinano il risultato. Un digestore in acciaio vetrificato offre un interno inerte in tutto l'intervallo di pH da 1 a 14 con una superficie Ra inferiore a 0,8 µm, mentre un tetto a doppia membrana che opera entro pochi kilopascal mantiene il digestore ermetico senza renderlo un recipiente in pressione. Approvvigionare il serbatoio, il tetto, la miscelazione e la linea del gas come un unico ambito di responsabilità.
La digestione dei fanghi viene venduta come un recipiente e consegnata come un processo. Il recipiente arriva, le tubazioni vengono collegate, la biomassa viene alimentata e la produzione di gas si attesta al di sotto del valore di progetto. Poi arriva la diagnosi: lo strato di schiuma ha formato una crosta, la miscelazione presenta zone morte, il pH è sceso dopo un sovradosaggio di grassi, oppure l'H₂S ha corrosso l'anello superiore e la linea del gas. In un impianto ben gestito nulla di tutto ciò accade, perché il recipiente, la copertura, il miscelatore e la linea del gas sono stati specificati insieme in funzione dei fanghi reali. Questo articolo illustra ciò che un ingegnere degli acquisti dovrebbe richiedere a un produttore di serbatoi di digestione, dal materiale interno alla prova di collaudo.
I numeri del processo che definiscono il recipiente
La digestione mesofila a 35-38 °C con un tempo di ritenzione di 20-30 giorni è il valore predefinito di riferimento. Questi due numeri definiscono il volume: moltiplicare il carico giornaliero di solidi volatili per il tempo di ritenzione richiesto per ottenere il volume del reattore, quindi applicare un margine per lo strato di schiuma che si forma sempre. La produzione di gas attesa dai fanghi municipali è di circa 0,5-0,6 metri cubi di biogas per chilogrammo di solidi volatili rimossi, e questo valore dovrebbe essere utilizzato per dimensionare la linea del gas, il gasometro e il dispositivo di combustione, piuttosto che essere considerato un bonus. Il riscaldamento e la miscelazione devono essere dimensionati insieme contemporaneamente, perché alla temperatura mesofila la domanda di calore dipende dal volume e dalla temperatura dell'alimentazione, mentre la domanda di miscelazione dipende dalla tendenza del substrato a galleggiare o a depositarsi.
Interno del recipiente in atmosfera solfidrica
Il caso di corrosione è lo spazio di testa, ed è lì che lo smalto ripaga il suo costo. La digestione rilascia acido solfidrico dalla riduzione dei solfati e ammoniaca man mano che il pH sale, e la condensazione nell'anello superiore rende quella fascia molto più aggressiva del liquido di massa. L'acciaio al carbonio nudo si assottiglia; i rivestimenti applicati si staccano a chiazze e ogni chiazza diventa un foro passante. Un serbatoio in vetro fusosi all'acciaio fonde lo strato di smalto da 0,25 a 0,45 mm sul pannello a 820-930 °C, con una resistenza nominale superiore a 3.450 N/cm², inerte nell'intervallo di pH da 1 a 14, e finito a Ra inferiore a 0,8 µm così che lo strato di schiuma si stacchi invece di formare una crosta sulla parete. Ogni pannello viene sottoposto a prova di scintillamento a 1500 V CC prima della spedizione, e in un digestore questo conta perché l'anello superiore è il pannello che meno vorrai sostituire in esercizio. Un interno in epossidico fuso a caldo da 180 a 280 µm secondo AWWA C550 è una seconda opzione per flussi meno aggressivi.
Il confine del gas e la scelta del tetto
Un digestore deve essere a tenuta di gas e deve rimanere un recipiente a bassa pressione. Ciò significa una copertura che trattenga il gas entro una piccola finestra di pressione anziché una cupola rigida sigillata che sopporti il carico. Un tetto a doppia membrana con una membrana interna per il gas a una pressione nominale di due o tre kPa e una membrana esterna per le intemperie è la soluzione comune per il servizio di digestione; è ermetico, più economico di un tetto rigido e tollera i movimenti dimensionali che il recipiente subisce al variare del livello. Un tetto rigido a cupola in alluminio è l'alternativa e viene verificato secondo AWWA D108 e API 650, con il carico neve e vento del sito considerati secondo ADM 2015 e ASCE 7-10. In ogni caso, la valvola di sicurezza, l'arrestatore di fiamma e l'uscita del gas rientrano nello stesso ambito del serbatoio, e il confine di pressione rimane nell'intervallo dei kilopascal anziché in un ambito di recipiente in pressione a normativa.
Miscelazione, schiuma e il problema della zona morta
La miscelazione è l'elemento a maggiore leva in un digestore e il più spesso sottodimensionato. La miscelazione a gas è economica e garantisce una buona uniformità di temperatura dove il substrato è omogeneo; la miscelazione meccanica con un tubo di aspirazione o un agitatore interno è necessaria dove si forma uno strato di schiuma. In entrambi i casi una zona morta diventa un luogo dove i solidi sedimentano, la schiuma si accumula e il volume effettivo si riduce silenziosamente, motivo per cui la copertura della miscelazione dovrebbe essere verificata rispetto alla geometria del digestore anziché essere descritta come circolazione generale. Mantenere una capacità di rottura della schiuma attraverso il pattern di miscelazione o un rompitore meccanico, e dimensionare i punti di raccolta del gas in modo che non vengano occlusi da uno strato galleggiante.
Specifica tecnica
Parametro | Valore / Intervallo tipico | Nota |
Temperatura mesofila | 35–38 °C | Intervallo di digestione standard |
Tempo di ritenzione | 20–30 giorni | Dipende dal carico di solidi |
Resa di biogas | circa 0,5–0,6 m³/kg SV rimosse | Fanghi municipali tipici |
Finestra di pressione del tetto a membrana | ±3–5 kPa | Confine del gas a bassa pressione |
Pressione nominale della membrana interna | 2–3 kPa | Supporto a due membrane |
Spessore del rivestimento smaltato | 0,25–0,45 mm | Inerte, pH 1–14 |
Temperatura di fusione dello smalto | 820–930 °C | Fusione del pannello interno |
Vita utile di progetto | ≥ 30 anni | Con il sistema interno specificato |
Lista di controllo per l'approvvigionamento di un serbatoio di digestione
Chiedere al produttore di dichiarare l'ambito anaerobico completo di cui si assume la responsabilità: vasca, copertura e confine del gas, miscelazione, riscaldamento, raccolta del gas, desolforazione e la messa in servizio della sezione anaerobica. Richiedere la raccomandazione interna rispetto al pH e al livello di solfuro misurati, con le relative approvazioni. Richiedere il registro del forno e il record del test delle scintille per pannello relativo al vostro ordine. Confermare chi calcola la fondazione per una vasca che non deve assestarsi in modo non uniforme, poiché un digestore inclinato distorce la raccolta del gas e danneggia la tenuta della copertura. Richiedere il piano di messa in servizio, perché il primo mese di funzionamento determina la popolazione di biomassa e il comportamento di assestamento dell'intero impianto. E confermare la disponibilità di pannelli e guarnizioni di ricambio, che ora costa molto meno rispetto a dopo l'avvio.
Caso Progetto
Progetto | Posizione | Prodotto | Capacità | Ambito |
Sezione di trattamento anaerobico | Hebei, Cina | Digestore GFS, sezione EPC anaerobica | secondo il design del processo | fornitura e messa in servizio della sezione anaerobica |
Programma acque reflue industriali | Xinjiang, Cina | Serbatoio GFS, 27 unità | 30.469 m³ | fornitura + supervisione |
Stoccaggio acque reflue di birrificio | Sichuan, Cina | Serbatoio GFS | 14.655 m³ | fornitura + supervisione |
Capacità ingegneristica Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) progetta e fabbrica serbatoi di stoccaggio bullonati dal 2008. In qualità di primo produttore cinese di serbatoi in vetro-smaltato-acciaio (GFS), l'azienda detiene quasi 200 brevetti relativi allo smalto, produce circa 300.000 lastre in acciaio smaltato all'anno, ha completato più di 30.000 progetti installati e fornisce i suoi serbatoi a oltre 100 paesi. Il nuovo stabilimento produttivo di 150.000 m² è stato aggiunto per aumentare la capacità produttiva, e i serbatoi singoli vengono forniti fino a 60.000 m³. La produzione opera secondo le norme ISO 9001 e ISO 45001, con certificazioni di prodotto tra cui NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI ed EUROCODE, e la progettazione fa riferimento alle norme AWWA D103-09, AWWA C550 e NFPA ove l'applicazione lo richieda.
Per la digestione dei fanghi, questo copre l'integrazione del tetto a due membrane e il confine del gas a bassa pressione soprastante, l'interno smaltato classificato per lo spazio di testa con H₂S e ammoniaca, e il dimensionamento del recipiente che deriva dai dati di ritenzione e resa del gas.
Domande frequenti
D1: Un serbatoio di digestione è un recipiente in pressione?
R1: No. È un serbatoio a bassa pressione il cui confine del gas è mantenuto da una membrana flessibile o da una valvola di sicurezza entro pochi kilopascal. Non è progettato né utilizzato come recipiente in pressione, e la finestra di pressione del tetto dovrebbe rimanere in tale intervallo.
D2: Quale tetto è migliore per un digestore di fanghi?
A2: Un tetto a due membrane è generalmente più adatto alla digestione perché è ermetico, tollera i movimenti di livello ed è più economico, mentre una cupola rigida in alluminio secondo AWWA D108 e API 650 con carichi ADM 2015 e ASCE 7-10 è preferita dove è richiesta una geometria fissa.
D3: Anche l'interno smaltato necessita di desolforazione?
R3: No. Lo smalto resiste all'H₂S all'interno del serbatoio, ma il gas che esce dal serbatoio trasporta comunque solfuro che corroderebbe caldaie, motori e tubazioni. Il dosaggio di cloruro ferrico o un letto di desolforazione a secco appartengono comunque alla linea del gas, indipendentemente dall'interno.
D4: Come viene gestito lo strato di schiuma?
R4: Con una miscelazione che copre l'intero volume, circolazione a tubo di aspirazione o un rompi-schiuma meccanico, più punti di raccolta del gas che non siano posizionati in modo da essere occlusi da una crosta galleggiante.
D5: Quale tempo di ritenzione dovrebbe utilizzare un digestore di fanghi municipali?
R5: Da venti a trenta giorni a temperatura mesofila è il normale intervallo di progettazione, ridotto dove il carico di solidi e il substrato lo consentono, e il valore dovrebbe essere confermato con una prova di laboratorio o pilota sul proprio fango.
D6: È possibile aggiungere un digestore a un impianto esistente?
R6: Sì. Un secondo digestore in parallelo su una platea preparata è una comune via di ampliamento ed evita di mettere fuori servizio il reattore originale, che spesso è il vincolo sul programma del progetto.
Un digestore di fanghi fornisce gas quando il recipiente, il tetto a tenuta di gas, la miscelazione e la linea del gas sono stati progettati sugli stessi parametri di processo. Il funzionamento mesofilo a 35-38 °C con un tempo di ritenzione di 20-30 giorni determina il volume, il tetto a due membrane definisce il limite di bassa pressione, e un interno in smalto fuso stabilisce il margine di corrosione in un ambiente con H₂S. Inserite nella richiesta la caratterizzazione del substrato, la produzione di gas richiesta e i valori di vento e neve del sito, e chiedete al fornitore di impegnarsi sull'intero ambito anaerobico piuttosto che su un singolo serbatoio.
Parla con un ingegnere
Inviaci il tipo di fango e il carico di solidi, il volume giornaliero e la frazione di solidi volatili, la produzione di gas target, il pH misurato e il livello di solfuro, la disponibilità di riscaldamento, l'ingombro e i valori di vento e neve del sito. Riceverai un'opzione di digestore, una raccomandazione per il tetto, un calcolo di ritenzione e volume e il pacchetto completo di disegni e certificazioni.
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