Заказчику необходимо провести утилизацию отходов переработки сахарной свеклы и навоза крупного рогатого скота, содержащих сложные углеводы, жирные кислоты и жиры.
Источниками отходов, подлежащих утилизации, служат:
Перед составлением программы очистки объединенных производственных сточных вод предприятия был проведен аудит образующихся производственных и внутрихозяйственных отходов. Были опрощены специалисты, имеющие отношение к технологиям, в которых образуются отходы, а так же был проведен их анализ и экологическая оценка. Кроме того, специалистами агрокомплекса были предоставлены данные, касающиеся объемов образующихся отходов и дополнительного сырья, их количественного и качественного состава, предполагаемых для использования в составе субстрата.
На основании этих данных была составлена программа утилизации отходов с получением биогаза.
На основании полученных данных, для получения субстрата оптимального состава, необходимого для обеспечения условий анаэробного сбраживания, в добавление к образующимся отходам переработки сахарной свеклы и содержания крупного рогатого скота, было предложено использовать кукурузный силос для повышения углеродной составляющей субстрата.
Таким образом, в состав субстрата, используемого для получения биогаза и минерализованных органических удобрений, входят:
На основании имеющихся данных по объему и составу жидкого и твердого субстрата, предназначенных для использования в установке анаэробного сбраживания и получения биогаза, были определены примерный выход биогаза и доля метана, входящая в его состав, а также необходимая мощность установки когенерации, для производства тепловой и электрической энергии. Электрическая энергия используется для технологических нужд, а ее излишек может быть реализован по программе «зеленого тарифа».
На основе этих данных было предложено комплексное решение по утилизации отходов и получению биогаза:
Предложенная технологическая схема утилизации отходов переработки сахарной свеклы и навоза крупного рогатого скота представлена на рисунке.
В приемную емкость для жидкого субстрата подается меласса и жидкий навоз, а также имеющий высокую влажность свекольный жом, где перемешиваются с помощью усреднительной миксерной мешалки. Для исключения попадания крупных включений, которые могут повредить работе насосов и другого оборудования, всасывающий насос для жидкого навоза оборудован камнеловушками. Дозирование подачи жидкого субстрата производится с помощью контроллеров уровня и клапаных устройств.
Кукурузный силос, прошедший предварительную стадию измельчения, подается в бункер для сухого сырья. Дозирование обеспечивается с помощью взвешивающего бака. Рециркуляционный анаэробный ил подается в барабан разжижения, вместе с частью сухого субстрата. Необходимая степень разжижения сухого субстрата определяется по результатам анализа.
Сухой и жидкий субстрат дозируется непосредственно в основной реактор анаэробного сбраживания, где и перемешиваются в емкости реактора.
Загрузка реактора осуществляется порционно, квазинепрерывным способом, методом нагнетания свежего субстрата и откачивания перебродившей биомассы, которая затем направляется в реактор дображивания. Окончательно сброженный дигестат перекачивается в лагуну накопления. Обезвоживание осадка производится с помощью шнекового сепаратора. Получаемая при этом жидкая фаза дигестата подвергается стерилизации и используется как жидкое органическое удобрение, в котором имеется большое содержание аммонийного азота и фосфатов.
Часть твердого дигестата направляется для разбавления и дозирования в реактор сбраживания, а избыток может быть, использован в качестве твердого органического удобрения, так как содержит большое количество простых углеродных соединений, полученных в результате минерализации органического субстрата. Пребывание субстрата в емкости реактора определяется его анализами, а также составом получаемого биогаза.
Перемешивание субстрата, необходимое для обеспечения контакта бактерий, осуществляющих гидролитическую ферментацию на первой ступени процесса анаэробного сбраживания, проводится с помощью комплекта мешалок, работающих на низких и высоких оборотах, которые могут устанавливаться на разной высоте, в зависимости от требований технологии.
Для наблюдения за ходом процесса устанавливается освещаемое смотровое окно, а для отбора анализов субстрата в основном и дополнительном реакторах, сбраживания и дображивания субстрата, применяются автоматические пробоотборники. Уровень наполнения реактора регулируется и контролируется с помощью датчиков уровня.
Температура процесса и работа систем обогрева реакторов сбраживания и дображивания контролируется с помощью температурных датчиков.
Емкости реакторов сбраживания и дображивания, представляющие собой конструкции, выполненные из железобетона, с газонепроницаемым покрытием и внешней теплоизоляцией, покрыты двойной мембранной кровлей (куполом).
Между внутренней и внешней мембраной закачивается воздух, объем которого определяется количеством вырабатываемого биогаза и позволяет держать мембранную кровлю в постоянно натянутом состоянии.
Благодаря такой конструкции, их внутреннее пространство используется для накопления биогаза, что позволяет избежать капитальных затрат на строительство газгольдера.
Частичная десульфуризация биогаза проводится непосредственно в емкости реактора, за счет введения воздуха, необходимого для обеспечения жизнедеятельности сульфоредуцирующих бактерий, окисляющих сероводород до элементарной серы и ее кислородосодержащих соединений.
Процесс повледующей десульфуризации проводится установке с наполнителем из активированного угля.
Удаление паров воды из биогаза производится с помощью системы удаления конденсата. Для контроля процесса очистки биогаза используется биогазоанализатор.
Для переработки биогаза на электрическую энергию и тепло используется когенерационная машина, представляющая собой автономную энергоустановку, использующую двигатель внутреннего сгорания специальной конструкции.
Очищенный от примесей и готовый к использованию, биогаз подается на установку когенерации, оборудованную линиями регулировки, синхронным генератором и системами охлаждения, для получения электрической энергии и тепла.
В случае аварийной остановки систем переработки биогаза, используется открытая факельная установка, предназначенная для дожига избыточного количества вырабатываемого биогаза.
Контроль работы установки по утилизации отходов и получению биогаза контролируется с помощью контроллерных датчиков уровня, установленных в реакторных, приемных и накопительных емкостях, а также датчиками температуры и уровня рН среды. Кроме того, контроль работы установки по анаэробному сбраживанию отходов и очистке биогаза проводится с помощью биогазоанализатора.
Все системы контроля и управления объединены в единую сенсорную контрольную сенсорную панель, на которой в удобном графическом интерфейсе демонстрируется работа всех установок, и фиксируются контрольные показатели течения технологического процесса. Кроме того эти данные доступны на экране подключенного к панели управления мониторе персонального компьютера, а также в удаленном доступе. Для сервисного обслуживания комплекса используется система SCADA, позволяющая осуществлять мониторинг работы системы и удаленный контроль ее работы, установленный пакетом услуг.
Непрерывность работы всех систем подачи и выгрузки обеспечивается наличием резервных насосов и другого оборудования. Резервные системы заменяют основные насосы и оборудование в случае проведения плановых и капитальных ремонтов, входящих в регламент обслуживания при эксплуатации комплекса по утилизации отходов производства и получению биогаза. Все металлические части установок комплекса по очистке сточной воды изготовлены из коррозионно-стойкой стали. Качество изготовления и сборки всех систем комплекса по получению биогаза, а также применяемых материалов гарантирует его долгосрочность и эффективность его эксплуатации.
В состав сооружений для утилизации отходов и получения биогаза входит следующее оборудование:
Название оборудования |
Приемная емкость для жидкого субстрата из коррозионно-стойкой стали |
Миксер для приемной емкости жидкого субстрата, контроллеры уровня, клапаны |
Всасывающий насос с камнеловушкой |
Подающий насос для жидкого навоза |
Бункер для сухого сырья |
Барабан разжижения сухого субстрата |
Взвешивающий бак |
Бункерный питающий насос для подачи сухого вещества в реактор сбраживания |
Питающий насос для подачи сухого разбавленного субстрата в реактор сбраживания |
Всасывающий трубопровод с камнеловушкой для подачи в реактор сбраживания |
Нагнетательный трубопровод с пневматическими клапанами для подачи в реактор сбраживания |
Расходомер |
Двойная мембранная кровля для реактора сбраживания |
Комплект высокооборотных и низкооборотных миксеров для реактора сбраживания |
Система обогрева реактора сбраживания, с отопительными каналами, насосами и клапанами |
Датчики измерения уровня газа, давления газа, температуры для реактора сбраживания |
Датчики измерения давления уровня субстрата для реактора сбраживания |
Пробоотборник и окно с освещением для реактора сбраживания |
Предохранительные газовые клапаны высокого и низкого давления для реактора сбраживания |
Двойная мембранная кровля для реактора дображивания |
Комплект высокооборотных и низкооборотных миксеров для реактора дображивания |
Система обогрева для реактора дображивания, с отопительными каналами, насосами и клапанами |
Датчики измерения уровня газа, давления газа, температуры для реактора дображивания |
Датчики измерения давления уровня субстрата для реактора дображивания |
Пробоотборник и окно с освещением для реактора дображивания |
Предохранительные газовые клапаны высокого и низкого давления для реактора дображивания |
Перекачивающие насосы на лагуну накопления |
Подающие насосы на установку обезвоживания дигестата |
Шнековый сепаратор |
Биогазоанализатор |
Десульфуризационный бустер |
Компрессор сжатого воздуха |
Установка десульфуризации активированным углем |
Конденсатный насос для извлечения паров воды с контроллером уровня |
Открытый факел с газовой воздуходувкой |
Установка когенерации с линиями регулировки, расходомером, синхронным генератором и системами охлаждения |
Электрическая панель управления с Siemens |
Система SCADA |
Документы и чертежи |
Руководство по эксплуатации |
Шеф-монтаж, пуско-наладка, обучение оператора биогазовой установки |
Инжиниринг |
Гарантия 12 месяцев и техническая поддержка 24 месяца |
Предложенное комплексное решение по утилизации отходов предприятия агрокомплекса от переработки сахарной свеклы и содержания крупного рогатого скота с получением биогаза было принято Заказчиком в полном объеме. В ходе запуска комплекса по утилизации отходов и получения биогаза были реализованы все проектные параметры его работы.
Если Вам необходима предварительная консультация специалиста, её можно получить по телефону, либо воспользовавшись услугой он-лайн консультации с нашим специалистом. Мы обязательно подскажем Вам оптимальное решение для Вашего предприятия.