Как проекты по производству биогаза из органических отходов обеспечивают сырьём
Создано 09.08
Как проекты биогаза из органических отходов обеспечивают сырьё
Проекты по производству биогаза из органических отходов обеспечивают сырьевую базу, сопоставляя доступный объём отходов с объёмом метантенка и временем удержания ещё до заказа любого резервуара. Для мезофильного режима при 35–38 °C гидравлическое время удержания примерно 20–30 дней покрывает типичный случай, при этом обычный городской осадок даёт около 0,5–0,6 м³ биогаза на килограмм удалённых летучих solids. Сторона хранения должна оставаться при атмосферном давлении: газ удерживается гибким покрытием всего при нескольких килопаскалях с предохранительным клапаном и пламегасителем, поэтому корпус метантенка и газовая система представляют собой отдельные проектные области, хотя и являются одной установкой.
Первый год работы биогазовой установки обычно определяется сырьём, а не реактором. Проект, подписавший соглашение о продаже газа на основе унаследованного потока отходов, затем обнаруживает сезонность поставщика, расстояние перевозки или просто то, что отходы поступают со скоростью, составляющей две трети от объёма, на который рассчитан резервуар. Задача инженера в такой ситуации — не увеличивать резервуар и не пересматривать договор, а изложить баланс сырья на бумаге: сколько тонн в день чего, при каком содержании сухих веществ, как часто доставляется и как долго хранится. Как только этот баланс становится реальным, объём резервуара, время удержания и хранение газа следуют как арифметика. Именно так проекты биогаза из органических отходов обеспечивают себя сырьём без догадок. Как только этот баланс становится реальным, объём резервуара, время удержания и хранение газа следуют как арифметика. В терминах закупок ответ на вопрос, как проекты биогаза из органических отходов обеспечивают себя сырьём, даётся этим балансом на бумаге, а не объёмом резервуара, определённым до измерения потока отходов.
Сначала составление баланса сырья
Тоннаж, общее содержание сухих веществ и график поставок — это три числа, по которым определяется размер установки. Начните с имеющегося потока отходов и содержания в нём сухого вещества: поток пищевой промышленности может поступать с общим содержанием сухих веществ 8–12 процентов, муниципальный осадок — 3–5 процентов, растительные остатки — значительно выше, но доступны сезонно. Умножьте суточный тоннаж на долю общих сухих веществ, чтобы получить доступные летучие сухие вещества, поскольку выход биогаза выражается на килограмм удалённых летучих сухих веществ. Затем проверьте график поставок: непрерывный трубопровод полностью отличается от единичной поставки в неделю, и именно эту разницу должна поглощать ёмкость для выравнивания. Запишите все три показателя до чертежа резервуара, потому что объём резервуара и система подачи — это одно и то же решение, рассматриваемое с двух сторон.
Объём метантенка, удержание и выход
Время удержания — это проектная переменная, связывающая отходы с газом. При мезофильном режиме работы в диапазоне от 35 до 38 °C гидравлическое удержание около 20–30 дней обычно является основой для муниципальных и промышленных органических отходов; более короткие сроки возможны там, где нагрузка легко разлагается, а более длительные — там, где твёрдые вещества трудно перерабатываются. Расчётный выход, на который следует ориентироваться, составляет примерно 0,5–0,6 м³ биогаза на килограмм удалённых летучих твёрдых веществ для типичного муниципального осадка и около 0,3–0,5 м³ метана на килограмм удалённых летучих твёрдых веществ для сточного осадка. Умножьте суточную нагрузку по летучим твёрдым веществам на выбранное время удержания, чтобы получить рабочий объём, затем добавьте свободное пространство и любое место для пены, плавающей корки и осаждаемого песка, потому что метантенк, заполненный коркой, теряет своё газовое пространство, не теряя уровня жидкости.
Хранение, покрытия и граница атмосферного давления
Поддерживайте давление газа на уровне нескольких килопаскалей, и вся установка станет проще. Биогазовый реактор из стеклоплавильной стали — это оболочка, работающая при атмосферном давлении; газ не создаёт избыточного давления в сосуде, он надувает гибкое покрытие или вытесняет газгольдер, а давление удерживается в пределах нескольких килопаскалей с предохранительным устройством в качестве страховки. Именно поэтому пункт о покрытии должен быть включён в спецификацию: наружная мембрана с внутренней мембраной образуют газовое пространство, внутренняя мембрана рассчитана на номинальное давление газа в диапазоне килопаскалей, а предохранительный клапан давления вместе с пламегасителем защищают границу. Перемешивание относится к той же области, поскольку без перемешивания наверху образуется слой плавающей корки, а на дне оседает песок — и то, и другое уменьшает полезный объём и может заблокировать отбор газа.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Мезофильная рабочая температура | 35–38 °C | стандартный диапазон мезофильного сбраживания |
Гидравлическое время удержания | 20–30 дней | типично для муниципальных и промышленных органических отходов |
Выход биогаза, муниципальный ил | 0,5–0,6 м³/кг удалённых ЛОС | основа планирования для производства газа |
Выход метана, осадок сточных вод | 0,3–0,5 м³ CH₄/кг удалённых ЛОС | зависит от разлагаемости |
Граница давления газа | поддерживается на уровне нескольких кПа | гибкое покрытие, атмосферная оболочка |
Сброс и защита | предохранительный клапан давления, пламегаситель | защита газовой стороны |
Температура эмалевого спекания | 820–930 °C | стекло, наплавленное на стальную оболочку резервуара |
Толщина эмалевого слоя | 0,25–0,45 мм | рассчитан на более чем 3450 Н/см² |
Расчёт размеров буферных резервуаров вокруг метантенка
Хранение сырья, хранение сброженного остатка и хранение газа — это три разных расчёта. Хранение сырья покрывает разрыв между графиком поставок и непрерывной подачей: поток, доставляемый дважды в неделю, требует достаточного буфера, чтобы поддерживать подачу в реактор в течение выходных, плюс запас на случай поломки. Хранение сброженного остатка следует календарю внесения или обработки, зачастую составляющему много месяцев. Хранение газа рассчитывается исходя из скорости газообразования и минимального полезного объёма газгольдера, а не из объёма реактора, а избыток направляется на факел или в котёл в зависимости от задачи диспетчеризации. Поскольку панельная система собирается на болтах и панели поставляются в плоском виде, площадка может установить один реактор, ввести его в эксплуатацию и добавить второй резервуар по мере роста контракта на сырьё, что часто является менее рискованным путём для предприятия, зависящего от соглашения о поставках.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Производительность | Область применения |
Анаэробная секция сточных вод производства бобовых продуктов | Хэбэй, Китай | Метатенк GFS + крышка | секция анаэробного процесса | поставка + интеграция процесса |
Серия сточных вод пивоварения | Сычуань, Китай | Резервуар GFS | 14 655 м³ | поставка + помощь в монтаже |
Серия промышленных сточных вод | Синьцзян, Китай | Резервуар GFS | 30 469 м³ в 27 резервуарах | поставка + надзор за монтажом |
Серия муниципальных сточных вод | Сычуань, Китай | Резервуар GFS | 17 420 м³ в 10 резервуарах | поставка + поддержка при вводе в эксплуатацию |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и изготовлением сборных резервуаров с 2008 года. Будучи первым в Китае производителем резервуаров из стеклоэмалированной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, выпускает примерно 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для анаэробных и биогазовых задач это охватывает корпус метантенка, интеграцию газонепроницаемой мембранной крыши и границу давления на уровне килопаскалей, описанную выше, вместе с перемешиванием и распределением подачи, которые защищают полезный объём газа в течение периода удержания.
Часто задаваемые вопросы
В1: Что определяет, достаточно ли у проекта сырья?
A1: Суточная нагрузка по летучим твёрдым веществам относительно рабочего объёма метантенка и выбранного времени удержания. Если отходы подаются в меньшем количестве, чем предполагает расчёт времени удержания, установка оказывается увеличенной, и прогноз по газу не будет выполнен.
Q2: Какое время удержания следует планировать?
A2: Около 20–30 дней для мезофильного режима при 35–38 °C на типичных муниципальных и промышленных органических отходах. Более короткое время возможно для легко разлагаемых нагрузок, более длительное — там, где твёрдые вещества трудно поддаются гидролизу.
Q3: Как эксплуатируется метантенк с точки зрения давления?
A3: При атмосферном уровне. Гибкое покрытие удерживает газ при нескольких килопаскалях, при этом предохранительный клапан давления и пламегаситель защищают границу; сам корпус никогда не рассматривается как сосуд под давлением.
Q4: Что должно делать покрытие?
A4: Сформировать газонепроницаемую гибкую границу над жидкостью, поддерживать заданное номинальное давление в диапазоне низких килопаскалей, передавать ветровую и снеговую нагрузку на оболочку и быть совместимым с газовой атмосферой и любой последующей десульфуризацией.
Q5: Является ли сероводород проблемой для резервуара?
A5: Эмаль хорошо переносит сульфидные условия в диапазоне pH 1–14, а гладкая поверхность удерживает меньше биоплёнки. Удаление H₂S — это вопрос последующей обработки газа с использованием хлорида железа или сухой десульфуризации для защиты двигателя или котла.
Q6: Как установка должна справляться с нехваткой сырья?
A6: Добавьте второй параллельный резервуар или увеличьте время удержания в существующем, вместо того чтобы эксплуатировать установку ниже её проектного расхода, потому что метантенк, загруженный ниже своей нагрузки, просто производит меньше газа. Болтовые оболочки делают параллельный вариант практичным.
Q7: Какие проверки важны на протяжении тридцати лет?
A7: Состояние и крепление мембранного покрытия, момент затяжки болтов после первого заполнения и после первого года, мешалка и глубина слоя плавающей корки, газоотводящие и предохранительные устройства, а также визуальная проверка внутренней эмалевой поверхности при каждой остановке.
Обеспеченность сырьём — это арифметическое упражнение, выполняемое до заказа резервуара: суточные тонны, общее содержание сухих веществ, нагрузка по летучим твёрдым веществам, график поставок, время удержания и выход газа вместе определяют объём метантенка и буферные зоны вокруг него. Мезофильный режим при 35–38 °C со временем удержания 20–30 суток и выходом около 0,5–0,6 м³ на килограмм удалённых летучих твёрдых веществ является обычной основой для планирования, а газовое пространство, поддерживаемое при нескольких килопаскалях, позволяет упростить конструкцию корпуса и сделать границы безопасности понятными. Там, где это позволяет договор поставки, установите один резервуар и добавьте второй по мере обеспечения потока отходов. Пришлите данные инвентаризации сырья и график поставок — и объём установки будет определён.
Свяжитесь с инженером
Отправьте доступные потоки отходов с тоннажем и общим содержанием сухих веществ, схему поставки и сезонность, требуемый выход газа или замещающую энергию, климат площадки и участок, а также конечное использование газа. Инженерная команда вернёт рекомендацию по объёму метантенка и времени удержания, расчёт размеров хранения сырья и дигестата, предложение по покрытию и границам давления с arrangement сброса и уловителя, схему перемешивания и отбора газа, а также поэтапный план поставки. Там, где другой материал оболочки лучше подходит для процесса, этот вариант указывается рядом с обоснованием.
WhatsApp