Блог системах очистки сточных вод, водоподготовке и применяемых для очистки воды химических реагентах

Среди вариантов использования биогаза не только на блочных теплоэлектростанциях, самым распространенным является его подача в сети природного газа.

Блочные теплоэлектростанции, которые на сегодняшний день являются самой распространенной технологией преобразования биогаза в электроэнергию и тепло, могут быть ориентированы преимущественно в том, или другом направлении.

В первую очередь к таким разработкам относятся двигатели Стирлинга, являющиеся двигателями горячего газа, или детандерами.

Основными агрегатами теплоэлектростанций, работающих на биогазе, являются двигатели внутреннего сгорания и согласованные с ними генераторы.

Самым распространенным вариантом использования биогаза является получение тепловой и электрической энергии, с приоритетом того, или иного направления в зависимости от условий его переработки.

Для использования очищенного биогаза в газовых сетях, необходимо довести его состав и состояние в соответствии требованиями, предъявляемыми к качеству природного газа. В первую очередь он должен подвергнуться одорированию, необходимому для обнаружения утечек газа.

Для повышения качества биогаза применяется сепарирование углекислого газа, фактически представляющее процесс его обогащения. Это позволит увеличить долю метана в биогазе, чтобы он мог соответствовать требованиям качества для природного газа его подачи в сеть

Влажность биогаза в реакторе может доходить до ста процентов, причем ее величина зависит от температуры биогаза. Поэтому, для удаления из биогаза паров воды, что необходимо для дальнейших стадий его очистки, используются просушивание методами конденсации, адсорбции и абсорбции.

В том случае, если по каким-либо причинам, к которым относятся технические работы или понижение качества биогаза, требуется его уничтожение, используются факельные установки.

В связи с тем, что в разные периоды процесса анаэробного сбраживания выделение биогаза меняется по интенсивности, и он собирается неравномерными объемами, необходимо наличие емкости для его хранения, то есть газгольдера. К этим хранилищам биогаза предъявляются определенные требования, связанные с безопасностью.

Для хранения жидких перебродивших остатков применяются емкости, изготовленные из бетона, а так же нержавеющей или эмалированной стали. Они могут иметь круглую или прямоугольную форму и могут частично находиться ниже почвенного уровня.

К еще одному типу дополнительного оборудования относятся нагревательные системы, необходимые для обеспечения постоянной температуры, так как анаэробные микроорганизмы, обеспечивающие процессы сбраживания, являются весьма чувствительными ее резким колебаниям.

Так как процессы анаэробного сбраживания проходят при температурах преимущественно мезофильного и термофильного режимов, то для сохранения тепла реакторы должны иметь слой теплоизоляции.

Зачастую предполагается раздельное хранение и использование твердой и жидкой фазы сброженного субстрата. Отделенная жидкость может быть использована для затравки новых порций субстрата, перкуляционного распыления или же в качестве жидкого органического удобрения.

Кроме основного оборудования, реакторы могут быть оснащены и дополнительным оборудованием, позволяющим обеспечить более высокое качество протекающего процесса.

Из реакторов, работающих по технологии полного перемешивания, извлечение перебродившего субстрата производится путем его перетока, работающего по принципу сифона

Системы перемешивания в реакторах биогазовых установок обычно представлены тяговыми или месильными мешалками. Выбор того, или иного типа механизма, зависит от вязкости перемешиваемой среды и концентрации содержащейся в ней твердой фазы, иногда оба типа комбинируются в одной конструкции, что позволяет достичь большей эффективности при перемешивании разнородной многокомпонентной среды.

В конструкцию любого реактора установок для получения биогаза входит теплоизолированная емкость, где происходит процесс брожения, собственно и являющаяся реактором, система отопления, агрегаты для перемешивания и системы удаления осадка и перебродившей субстратной массы.

Кроме рассмотренных ранее широко распространенных технологий анаэробного сбраживания, используемых в установках для получения биогаза, развивается и ряд других, так называемых специальных технологий, имеющих в своей основе принципиально новые подходы.

Порционная технология используется в стационарных реакторах, или же контейнерных установках мобильного типа. Она заключается в разовом помещении биомассы в реактор, где производится сбраживание субстрата, и герметизации установки.

Реакторы, использующие технологию поршневого потока, используют технологию, основанную на вытесняющих свойствах свежего субстрата. При его подаче образуется поршневой поток, и перемешивание в реакторе осуществляется перпендикулярно ему за счет направляющего канала, или оборудованных лопастями валов.

В зависимости от условий сбраживания и применяемых технологий, используются реакторы различной конструкции. Подразделяются они на технологии полного перемешивания, поршневого потока и специальные виды.

Шнековая подача штабелируемых субстратов в рабочую зону реактора производится ниже уровня находящейся в нем жидкости, что позволяет предотвратить возможный выход образующегося биогаза. Это может быть один вертикальный шнек, при условии расположения установки дозирования на самом реакторе, или же целая система, состоящая из последовательно подключенных восходящих шнеков.

Поддающиеся штабелированию субстраты также необходимо транспортировать до участка их смешивания с жидкой составляющей, при мокром сбраживании, или же до подачи в установку для получения биогаза, при сухом.

С точки зрения теории, для обеспечения максимальной стабильности процесса анаэробного сбраживания, необходимо непрерывное пропускание субстрата через реакторную емкость. Но на практике этот процесс является в основном квазинепрерывным, то есть субстрат подается порционно, в течение суток от одного до нескольких раз.

К обработке субстрата перед анаэробным сбраживанием относится и его аэробное предварительное компостирование. Для этого он подвергается целенаправленному вентилированию примерно от двух до четырех дней, что инициирует начала аэробного окисления, идущего с выделением тепла, то есть процесса компостирования, в результате чего субстрат нагревается до температуры от сорока до пятидесяти градусов Цельсия.

Некоторым субстратам, являющимся небезопасными в использовании с точки зрения эпидемиологии, требуется предварительная гигиеническая обработка. Чаще всего она заключается в предварительном прогреве субстрата в течение одного часа при температуре в семьдесят градусов Цельсия.

Предварительная подготовка субстрата необходима для обеспечения последующего процесса анаэробного сбраживания, а так же качества работы используемого технологического оборудования.

Субстраты, используемые для производства биогаза, могут быть местным сырьем, или же поставлены из других мест, или предприятий. Контроль качества таких поставок заключается в визуальном осмотре и исследования содержания сухого вещества экспресс-методами.

Биогазовые установки различаются по нескольким критериям, в число которых входит содержание сухого вещества в субстратах, используемых для анаэробного сбраживания, виду загрузки и количеству фаз, содержащихся в этом процессе, а также температурному режиму его протекания.