Биогаз для чайников
Шрифт:
Количество ежесуточно перерабатываемого сырья в больших биогазовых установках часто может составлять сотню-другую тонн. Поэтому для многих типов сырья применяют метод непосредственной загрузки сырья в реактор шнековыми загрузчиками, одновременно добавляя туда необходимое количество воды или фильтрата для поддержания необходимой влажности внутри реактора. Это позволяет сильно сэкономить на буферных подготовительных емкостях. Такой метод часто применяют для растительного сырья. Сырье животного происхождения, типа навозов, часто поступает к установке уже в достаточно жидком виде, поэтому для него все-таки делаются подготовительные емкости, которые представляют собой закрытые сверху и подогреваемые лагуны.
Подача субстрата из такой лагуны в реактор производится насосом. Слив шлама из реактора чаще всего производится
Подогрев субстрата в реакторах сейчас все чаще производят методом постоянного прокачивания содержимого реактора через внешний теплообменник. Это заметно упрощает и удешевляет систему поддержания температуры, но при этом не гарантирует высокую стабильность температуры субстрата внутри реактора. А от стабильности и плавности регулировки температуры зависит интенсивность жизнедеятельности бактерий и, соответственно, скорость выработки биогаза. Наиболее перспективной выглядит система подогрева «теплый пол» при хорошо теплоизолированных стенах. Таким образом, можно обеспечить максимальную равномерность температуры субстрата внутри реактора. Это условие очень важно для организации работы реактора в термофильном режиме. Современные большие биогазовые установки обычно работают в мезофильном режиме, потому что термофильный режим не настолько стабилен, и требует особенно тщательного выдерживания всех параметров анаэробного брожения. А в случае остановки реакции анаэробного брожения в реакторе мы получим более двух тысяч тонн непригодного к использованию шлама с одного только реактора, которых у установки может быть несколько. Этот шлам надо будет куда-то слить и безопасно утилизировать. А при таких количествах эта задача потребует много средств и времени. Поэтому обычно и используют более стабильный мезофильный режим. Хотя термофильный режим позволяет уменьшить в два раза все реакторы биогазовой установки при той же пропускной способности, что существенно уменьшает стоимость установки.
Большинство современных больших биогазовых установок оборудовано купольным газгольдером, устанавливаемым прямо на реактор вместо крыши. Это решение имеет много преимуществ, но все же более перспективным представляется применение отдельных внешних газгольдеров в виде свободнолежащих мешков с компрессором, ресивером и редуктором. Это дает большую гибкость при построении системы, а также позволяет размещать некоторые узлы на крыше реакторов, или размещать реакторы в помещении для утилизации вторичного тепла и работы в условиях чрезвычайно низких температур окружающего воздуха.
Многие современные большие биогазовые установки, особенно работающие на растительном сырье, имеют громадные сборники для шлама, но не оборудованы сепаратором для разделения шлама на фракции. Это обусловлено меньшим качеством биогумуса из растительного сырья и законодательными сложностями в Европе по внесению такого шлама в почву. Также это обусловлено несовершенством имеющихся техпроцессов, которые никак не защищены от повышения концентрации ионов аммония в субстрате. Такое повышение концентрации ионов аммония происходит при закольцовывании фильтрата на вход биогазовой установки, если исходное сырье было богато протеинами. При сепарации шлама необходимо будет девать куда-то очень большие объемы фильтрата. Системы очистки его до технической воды стоят дорого. Чтобы продавать его в качестве биоудобрения, нужно уметь организовать сбыт, транспортировку и преодолеть множественные европейские законодательные рогатки. Хотя на самом деле вреда от такого фильтрата при грамотном использовании нет никакого, наоборот, только большая польза.
Вот и получается, что биогазовые энергопарки , рассчитанные для работы на привозном силосе, простаивают из-за непродуманности сбыта выходного шлама. Исходный силос имеет влажность не более 70%, а выходной шлам – 92%. Соответственно, шлама выходит из установки по весу в 3,5 раза больше,
Поэтому будущее – за техпроцессами, в которых максимум выходного фильтрата направляется на вход биогазовой установки, соответственно, уменьшается выход фильтрата или потребность в свежей воде. Идеально, когда можно сбалансировать влажность субстрата так, чтобы весь фильтрат закольцовывался и вода совсем не была бы нужна. Для этого применяются специальные конструкции биогазовых установок и техпроцессы, которые позволяют механическими методами нейтрализовать вредное воздействие ионов аммония на жизнедеятельность анаэробных бактерий (по вопросам поставки именно таких конструкций обращайтесь к нам).
Системы автоматики у всех биогазовых установок примерно одинаковы. Они позволяют автоматизировать техпроцесс настолько, что труд человека требуется преимущественно для надзора за исправностью всех узлов. Также современные системы автоматики позволяют организовать удаленный контроль параметров техпроцесса через сеть Интернет.
Очень часто большие биогазовые установки комплектуются системами когенерации. Чаще всего применяются системы на базе поршневых двигателей внутреннего сгорания. Есть множество американских и европейских производителей когенераторов. Цены их когенераторов лежат в пределах 1000-2000 USD за киловатт электрической мощности. Набирают оборот производители когенераторов из Китая. Ценовой диапазон их изделий лежит в пределах 400-1000 USD за киловатт электрической мощности. Выбирать Вам. Замечу только, что в этой отрасли происходит то же, что происходило с бытовой электроникой и автомобилями. Сначала потребители плевались и требовали изделия «белой сборки». Потом технологии утряслись, и большая часть электроники в мире сейчас имеет китайское происхождение. Китайские автомобили тоже понемногу завоевывают американский и европейский рынки. Поэтому с когенераторами должно быть нечто подобное. Лично я бы, не раздумывая, выбрал более дешевые китайские марки, несмотря на риск. Только тщательно надо выбирать систему гарантийного обслуживания и механизм реагирования на поломки. Можно выбрать и надежную европейскую или американскую марку, тем более, что они в свете китайского вторжения на этот рынок стали заметно снижать цены при переговорах с реальными клиентами. При производстве таких точных механизмов, как двигатель внутреннего сгорания, нужны устоявшиеся традиции и культура производства, поэтому производителей двигателей в мире намного меньше, чем производителей когенераторов. Большинство производителей когенераторов являются лишь интеграторами, которые к чужим двигателям и генераторам добавляют лишь свою автоматику. К чести некоторых китайских производителей следует заметить, что среди них есть те, кто самостоятельно производит двигатели.
Правильный выбор конструкции биогазовой установки и подбор поставщиков оборудования позволяет сократить конечную стоимость биогазовой установки в два раза. Поэтому этот вопрос очень важен для будущего владельца биогазовой установки, ведь это может сократить в разы срок ее окупаемости. В настоящее время, помимо европейских и китайских производителей узлов биогазовых установок, появилось предложение отечественных разработок конструкторов из эксСССР (наши разработки). Перспективы таких конструкций многообещающие, ведь они разработаны для безубыточной работы в таком правовом поле, где не предусмотрено ни малейших реальных льгот для владельцев биогазовых установок.
Современные большие биогазовые установки в целях удешевления все чаще стараются выполнять по схеме одностадийного мезофильного техпроцесса. А для стабилизации возможных сложностей из-за особенностей сырья применяют метод добавления необходимых коферментов, то есть, других типов сырья, которые выравнивают суммарные свойства субстрата. Одним из таких свойств является соотношение углерода и азота в исходном сырье. Оптимальное соотношение углерода и азота лежит в пределах 10-20. Исходя из этого соотношения в разных видах сырья, и готовят смесь. Также учитываются буферные свойства таких навозов, как навоз КРС. Поэтому его тоже часто применяют для стабилизации и упрощения техпроцесса.