Какой объём могут достигать эмалированные метантенки: размеры, геометрия и интеграция в процесс
Создано 09.09
Какой объем могут достигать эмалированные метантенки: типоразмеры, геометрия и интеграция процессов
Эмалированные метантенки поставляются в виде болтовых стеклоэмалированных стальных резервуаров и обычно имеют размер от примерно 100 м³ до 20 000 м³ на резервуар, при этом отдельные резервуары поставляются общим объёмом до 60 000 м³. Вместимость определяется нагрузкой и временем удержания: мезофильное сбраживание протекает при 35–38 °C с временем удержания 20–30 дней, поэтому объём равен суточной нагрузке по летучим твёрдым веществам, умноженной на время удержания и делённой на скорость загрузки. Затем диаметр и высота выбираются исходя из участка, перемешивания и газового покрытия, а двухмембранная крыша удерживает биогаз при ±3–5 кПа при атмосферном давлении.
Инженер проекта по биогазу, задающийся вопросом о вместимости метантенка, обычно находит ответ в технологическом расчёте, а не в геометрии. Суточная нагрузка по летучим твёрдым веществам и требуемое время удержания дают объём; участок, свободная высота и газообработка определяют форму; а эмалированный резервуар метантенка — это ёмкость, которая должна вмещать и то и другое, не превращаясь в коррозионную проблему установки. Какой вместимости могут достигать эмалированные резервуары метантенков, ограничивается технологическим процессом, а не печью: суточная нагрузка по летучим твёрдым веществам и время удержания дают объём, участок и свободная высота определяют форму, и ответ оказывается в диапазоне примерно от 100 м³ до 20 000 м³ на резервуар. Запрашивайте у каждого поставщика вместимость, которую они фактически построили для вашей среды, прежде чем принимать любое число в коммерческом предложении. Поскольку биогазовая среда сводит сероводород, влажное тепло и циклический уровень жидкости в одной ёмкости, вопрос об облицовке и вопрос о размерах — это на самом деле один и тот же вопрос, и ответом обычно является оболочка из стеклоплавильной стали с газонепроницаемой мембранной крышкой.
Как определяется объем до проектирования
Объем метантенка — это технологический показатель, а уже потом геометрический. Начните с суточной нагрузки по летучим взвешенным веществам, разделите на выбранную органическую нагрузку и умножьте на время удержания; мезофильный режим при 35–38 °C обычно работает 20–30 дней при традиционной нагрузке, а высокосухие субстраты можно сократить примерно до 15–20 дней в том же температурном диапазоне. Затем выход биогаза проверяется по нагрузке: муниципальный осадок обычно дает порядка 0,5–0,6 м³ биогаза на килограмм удаленных летучих взвешенных веществ, а сточный осадок — в диапазоне 0,3–0,5 м³ метана на килограмм удаленных летучих взвешенных веществ, что показывает, действительно ли планируемый объем метантенка обеспечивает целевой выход газа для станции. Добавьте свободное пространство для пены и плавающей корки, запас осадка в нижней части и объем газового пространства, рассчитанный так, чтобы скорость газообразования не отклоняла давление на крышке за пределы проектных нескольких килопаскалей, — и проектный объем установлен.
Диаметр против высоты: что дает геометрия
После того как объём зафиксирован, диаметр и высота являются проектным решением, влияющим на технологический процесс. Широкий неглубокий резервуар подходит для предприятия, располагающего земельной площадью, и обеспечивает пространство для перемешивания боковым потоком и большой газовый объём; более высокий и узкий резервуар подходит для стеснённого участка, уменьшает площадь застройки для здания и обслуживания, но требует более высокого крана и большей снеговой и ветровой нагрузки на покрытие. Поскольку болтовой резервуар собирается из панелей шириной около 1,2 м, диаметр и высота кратны этой ширине панели, поэтому итоговая вместимость обычно отличается от идеального числа на один шаг, а не совпадает с ним точно. Center Enamel поставляет отдельные резервуары объёмом до 60 000 м³, что означает, что большинство задач по сбраживанию решаются одним сосудом, а не батареей; там, где предприятию требуется очень большой объём или необходима изоляция резервуара для обслуживания, два или более метантенков, работающих параллельно, могут быть лучшим решением, и трубопроводы и газовые коллекторы в любом случае одинаковы.
Эмалированная оболочка в биогазовом режиме
Сероводород — вот почему футеровка метантенка важнее толщины его стенки. Метантенк из стекла, сплавленного со сталью, несёт эмалевый слой, сплавленный со сталью при 820–930 °C, толщиной 0,25–0,45 мм, с номиналом выше 3 450 Н/см², испытанный искровым разрядом при 1500 В постоянного тока и выдерживающий pH 1–14, поэтому кислотная фаза, образующаяся при окислении сероводорода на поверхности жидкости, никогда не атакует подложку так, как она атакует незащищённую или окрашенную сталь. Гладкая поверхность с Ra ниже 0,8 мкм также ограничивает слой пены, образующийся в верхней части работающего метантенка, и слой осадка на дне, что напрямую влияет на то, как часто резервуар приходится перемешивать и опорожнять. Два вида отказов, которые нужно учитывать при проектировании, по-прежнему остаются расслоение на плохо сплавленной кромке и точечные проколы от пропущенного дефекта, и оба выявляются искровым испытанием при 1500 В постоянного тока ещё до того, как панель будет отгружена. Прежде всего, какой ёмкости могут достигать эмалированные резервуары метантенков — это технологический показатель прежде, чем показатель сосуда, и его следует записать в запрос до обсуждения диаметра.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Температура плавления эмали | 820–930 °C | Стекло, сплавленное со сталью, за один цикл |
Толщина эмали | 0,25–0,45 мм | Выше 3 450 Н/см² |
Испытание на искру | 1500 В пост. тока | Проверка на сквозные отверстия перед отгрузкой |
Устойчивость к pH | 1–14 | Обрабатывает кислотную фазу после окисления H₂S |
Внутренняя шероховатость | Ra < 0,8 мкм | Ограничивает прилипание пены и осадка |
Мезофильный рабочий диапазон | 35–38 °C | Стандартная температура сбраживания |
Время удержания | 20–30 дней | 15–20 дней при более высокой нагрузке по твёрдым веществам |
Выход биогаза | ~0,5–0,6 м³/кг удалённых ЛВ | На основе муниципального осадка |
Давление в газовом пространстве | ±3–5 кПа с предохранительным клапаном и пламегасителем | Атмосферная система низкого давления |
Покрытие | Двухмембранный или алюминиевый купол AWWA D108 / API 650 | Нагрузки по ADM 2015 / ASCE 7-10 |
Вместимость одного резервуара | До 60 000 м³ | С болтовой панельной конструкцией |
Газовое пространство, крышка и газораспределительный узел
Крышка является частью технологического оборудования, и вся газовая система рассматривается в едином комплексе. Двухмембранная крышка — обычный выбор по сравнению с газгольдером: внутренняя мембрана удерживает газовое пространство при номинальном давлении 2–3 кПа, внешняя мембрана защищает от погодных условий и снеговой нагрузки, а сборка вентилируется через устройство сброса давления с пламегасителем на газовой линии, так что установка работает при атмосферном давлении на всех этапах. Сероводород не корродирует эмаль, но он воздействует на оборудование, расположенное ниже по потоку, поэтому десульфурация — дозирование хлорида железа или сухая десульфурация — относится к тому же комплексу, что и метантенк, вместе с воздуходувкой, газгольдером или трубопроводом и факельной установкой или блоком сжигания, рассчитанными на пиковую производительность. Перемешивание — ещё один элемент интеграции: газовое или механическое перемешивание предотвращает накопление плавающей корки и песка, а позиции мешалок указаны на чертеже резервуара, что означает, что они должны быть определены до выпуска панелей резервуара и патрубков.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Мощность | Объем работ |
Секция анаэробной обработки | Хэбэй, Китай | Анаэробные резервуары GFS | Секция анаэробного процесса | поставка анаэробных резервуаров с объемом работ EPC |
Резервуары для сточных вод пивоваренного завода | Сычуань, Китай | Резервуары GFS | 14 655 м³ | надзор за поставками и строительством |
Промышленные резервуары для сточных вод, 27 единиц | Синьцзян, Китай | Резервуары GFS | Общий объём 30 469 м³ | надзор за поставками и строительством |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоплавильной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, производит около 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 анаэробного сбраживания это охватывает корпус реактора и газовую границу вместе: эмалевые панели, двухмембранную или алюминиевую купольную крышу, схему расположения предохранительных клапанов и пламегасителей, интеграцию трёхфазного сепаратора и мешалки, а также руководство по эксплуатации, в котором персоналу указывается, что подтягивать и за чем следить в газовом пространстве.
Часто задаваемые вопросы
В1: Насколько большим может быть эмалевый резервуар для сбраживания?
A1: Болтовые стеклоплавильные (стеклоэмалевые) метантенки обычно поставляются в диапазоне от нескольких сотен до примерно 20 000 м³ на резервуар, а отдельные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Большинство проектов требуют одного резервуара, а не батареи; второй метантенк обычно добавляется для изоляции и обслуживания, а не для увеличения объёма.
В2: Как рассчитать необходимый объём метантенка?
А2: Разделите суточную нагрузку по летучим твёрдым веществам на выбранную скорость органической нагрузки, чтобы получить необходимый объём на сутки удержания, умножьте на время удержания, затем добавьте свободное пространство для пены и шлама, а также запас донного осадка. Проверьте полученное производство газа на соответствие выходу примерно 0,5–0,6 м³ биогаза на килограмм удалённых летучих твёрдых веществ.
В3: Какое время удержания и температуру следует использовать?
A3: Мезофильное сбраживание при 35–38 °C с удержанием 20–30 дней является стандартным проектным решением для муниципального и пищевого промышленного осадка; сырьё с более высоким содержанием сухих веществ может оправдать 15–20 дней при той же температуре, а термофильный режим при 50–55 °C является альтернативой там, где тепло дешёвое.
Q4: Является ли метантенк сосудом под давлением?
A4: Нет. Это атмосферный или низконапорный резервуар. Биогаз удерживается в газовом пространстве под крышкой при давлении всего в несколько килопаскалей, обычно ±3–5 кПа, с устройством сброса давления и пламегасителем; крышка никогда не должна проектироваться как граница давления.
Q5: Как сооружается крышка метантенка?
A5: Обычно двухмембранное покрытие, где внутренняя мембрана при номинальном давлении 2–3 кПа удерживает газ, а внешняя мембрана несёт погодную нагрузку. Там, где требуется жёсткая проходимая поверхность, вместо неё используется алюминиевый геодезический купол по AWWA D108 и API 650 с ветровыми и снеговыми нагрузками по ADM 2015 или ASCE 7-10.
Q6: Повреждает ли сероводород эмаль?
A6: Эмаль устойчива к нему в диапазоне pH 1–14, включая кислотную фазу, образующуюся при окислении сероводорода. H₂S всё равно необходимо удалять до того, как газ достигнет котла, двигателя или факела, поскольку именно там он атакует нижестоящее оборудование.
Вместимость эмалированного реактора-метантенка определяется нагрузкой процесса и временем удержания, обеспечивается диаметром и высотой, выбранными исходя из площадки и крышки, и защищается остеклованным покрытием, которое исключает сероводород из уравнения коррозии. Сначала определите объём, проверьте выход газа, затем зафиксируйте геометрию и систему газообработки в одном комплекте чертежей. Передайте инженеру данные о загрузке, времени удержания и целевом выходе газа, и вы получите рекомендацию по вместимости и геометрии вместе с крышкой и газовым оборудованием.
Связаться с инженером
Отправьте данные о вашем объёме подачи, нагрузке по ХПК или летучим твёрдым веществам, общем содержании твёрдых веществ, требуемом времени удержания и температуре, целевом выходе биогаза, ограничениях участка, а также данные о ветре и снеговой нагрузке на площадке. Мы предоставим предложение по производительности и геометрии метантенка с требованиями к покрытию, давлению газа, смесителю и инспекции, а также комплект чертежей и спецификаций.
WhatsApp